Formatos Imagem - Autenticação · Na última aula Ray-Tracing Ferramentas Utilizadas: •POV -Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering); ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley

Formatos Imagem

Instituto Superior Técnico

Apontamentos CG + Edward Angel, Sec. 8.2

Instituto Superior Técnico Computação Gráfica

2009/2010

1

Na última aula

� Ray-Tracing

Ferramentas Utilizadas:

•POV-Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering);

©2010, CG&M/IST e Figuras Addison WesleyOfficeBy Jaime Vives Piqueres

•POV-Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering);

•Megapov 0.7 (cloth mesh generation)

•Wings3D (mesh modeling);

•VIM (text editing);

•GEdit (text editing);

•The gimp (map painting, cropping views, conversion to jpg).

Sumário

� Formatos de Imagem� Generalidades� Formatos

� PBM

©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley

� PBM� DIB (BMP)� GIF� PNG� JFIF (JPEG)

� Considerações sobre uso

Computação Gráfica

Formatos de ImagemFormatos de ImagemConceitos Genéricos

Representação Directa� Para cada pixel

� Representar valor do canal correspondente� Triplos <R,G,B>

� Máxima Fiabilidade� Depende apenas da profundidade da cor

� Requisitos de memória elevados

©2010, CG&M/IST e Figuras Addison WesleyRepresentação Imagem

0

147

211 70

0 190

Mapa de Cores� Pixéis representados por índice de cor

� em vez de 3 componentes de cor

� Ficheiros de menor dimensão� Bom até 256 cores� Inviável para mais do que 256 cores


1

47

1

0

2

47

48

46

255 0 0

255

255

255

255

0

0

0

0

0

255 255

255 255

0

0

. . .

Representação Imagem Mapa de cores

Compressão de Imagem

� Reduz o tamanho da imagem� Dois tipos

� Com perda

� JPEG: Joint Photographic Experts Group (ISO 10918-1)

� Transformada do co-seno aplicada a grupos de pixéis


(8x8 ou 16x16)

� Sem perda

� RLE: Run Length Encoding

� Sequências de pixéis da mesma cor

� LZW (e LZ77) – Lempel-Ziv Welch

� Sequências iguais de pixéis (podem ser de cores diferentes)

Entrelaçamento (1/3)

� Codificação permite visualização mais rápida� Também conhecido como

� Codificação progressiva

� Pode ser usado em diversos formatos� GIF

� Armazena as linhas intercaladas� 0, 8, 16,... / 4,12, .... / 2, 6, 10, 14, ... / 1, 3, 5, 7, 9, .... 1 6 4 6 2 6 4 6


� 0, 8, 16,... / 4,12, .... / 2, 6, 10, 14, ... / 1, 3, 5, 7, 9, ....

� PNG� Algoritmo Adam7

� Imagem dividida em 7 sub-imagens� Usa padrão 8x8 para armazenar a imagem

� JPEG� Algoritmo Progressivo

� Usa os coeficientes da Transformada do Co-seno � Complexo, mas eficiente

1 6 4 6 2 6 4 6

7 7 7 7 7 7 7 7

5 6 5 6 5 6 5 6

7 7 7 7 7 7 7 7

3 6 4 6 3 6 4 6

7 7 7 7 7 7 7 7

5 6 5 6 5 6 5 6

7 7 7 7 7 7 7 7

Entrelaçamento (2/3)

GIF


AD

AM

7

PNG GIF

1/64

1/32

©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley1/

32

1/16

1/8

1/4

1/2

Com

plet

a!


Formatos de ImagemFormatos de ImagemFormatos

Siglas

� PBM: Portable Bitmap

� PPM: Portable Pixmap� PGM: Portable Graymap

� DIB: Device Independent Bitmap


� “windows” BMP: Windows Bitmap

� GIF: Graphics Interchange Format

� PNG: Portable Network Graphics

� JFIF: JPEG File Interchange Format

Número Mágico(Magic Number)

� Usado para identificar formatos de ficheiros� Apareceu pela 1ª vez na versão 7 do UNIX (1979)

� Para identificar executáveis

� Um conjunto de bits no início do ficheiro


� Um conjunto de bits no início do ficheiro

� Exemplos:� PDF: 25 50 44 46 (%PDF)� MS-OFFICE DOC: D0 CF 11 E0 (“docfile0”)� Classes JAVA compiladas: CA FE BA BE (“cafe babe”)

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Número Mágico(Magic Number)

� No caso dos ficheiros de imagem� PBM: P4 [em ASCII]� BPM: 42 4D (BM)� GIF: 47 49 46 38 (GIF8)


� GIF: 47 49 46 38 (GIF8)� PNG: 89 50 4E 47 (♦PNG) � JPEG/JFIF: FF D8 FF E0

� TIFF� Big endian (motorola): 4D 4D 00 2A (MM♦*)� Little endian (intel): 49 49 2A 00 (II*♦)

14

Formatos PBM (1/2)

� Cores:� 2 (PPM), � 256 cinzentos (PGM)� 16.777.216 (PBM)

� Modelo de cor:� RGB

� Compressão:� não suporta


� não suporta

� Mapa de cores:� não suporta

� Entrelaçamento:� não suporta

� Transparência:� não suporta

Formatos PBM (2/2)

� Vantagens� Fácil de gerar� Três subtipos para diferentes tipos de imagem


� Desvantagens� Ficheiros de grande tamanho� Não permite compressão

Formato DIB (BMP) (1/2)

� Cores:� 2, 16, 256 e 16.777.216


� Compressão:� RLE 4 e RLE 8

800×600, 81232 cores, 1,37 Mb


� Mapa de cores:� só com 2, 16 e 256 cores



800×600, 81232 cores, 1,37 Mb

RLE - 800×600, 251 cores, 530 kb

Formato DIB (BMP) (2/2)

� Vantagens� Cores reais� Múltiplos subtipos

� para diferentes tipos de imagem

Desvantagens


18

� Desvantagens� Ficheiros de grande tamanho� Compressão limitada a subtipos� Compressão inadequada

� Para imagens de qualidade fotográfica

Porquê?

Formato GIF (1/3)

� Cores:� 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 e 256


� Compressão:� LZW sem perda (sempre)


� Mapa de cores:� Obrigatório

� Entrelaçamento:� Opcional, por linhas

� Transparência:� uma cor

638×422, 144 cores, 94 kb

320×200, 255 cores, 57 kb

Formato GIF (2/3)

� Vantagens� Canal de dados

� GIFs animados� Ficheiros de pequeno tamanho


� Ficheiros de pequeno tamanho

� Desvantagens� Limite de 256 cores� Formato e algoritmo de compressão proprietários� Impróprio para imagens de qualidade fotográfica� Transparência de uma única cor

Formato GIF (3/3)

� Limite de 256 cores


Formato PNG (1/2)

� Cores:� 2, 4, 16, 256, 16.777.216 e 248


� Compressão:� LZ77 sem perda


� LZ77 sem perda

� Mapa de cores:� só com 2, 4, 16 e 256 cores

� Entrelaçamento:� opcional, por pixéis

� Transparência:� por canal alfa

Formato PNG (2/2)

� Vantagens

� Suporta todos os tipos de imagem

� Algoritmo de compressão do domínio público

� Transparência por canal alfa

� Permite sequências de imagens


� Guarda a correcção gama (opcional)

� Desvantagens

� Algoritmo de compressão impróprio para imagens com qualidade

fotográfica

Formato JFIF (JPEG) (1/2)

� Cores:� 16.777.216

� Modelo de cor� YCbCr

� Compressão:� JPEG (com perda)

800×600, 59847 cores, 68,9 kb


� Mapa de cores:� não suporta



800×600, 59847 cores, 68,9 kb

800×600, 81232 cores, 60,9 kb

Formato JFIF (JPEG) (2/2)

� Vantagens� Recomendado para imagens de qualidade fotográfica� Algoritmos de compressão normalizados

� Desvantagens� Há sempre perda (mas a visão não detecta)� Impróprio para imagens com variações súbitas de cor


� Impróprio para imagens com variações súbitas de cor

Orig

inal

JPE

G

Artefactos JFIF (JPEG)

Orig

inal


JPE

G

Degradação Progressiva em JFIF

90 80

Escala de qualidade 1 (mín.) – 100 (máx.)


50

70

40

60

20 10


Formatos de ImagemFormatos de ImagemConsiderações sobre o uso

Imagem de Qualidade Fotográfica

� Exemplo de Imagem� 512 x 512 pixéis � 230.426 cores


Imagem Fotográfica

Dimensão de ImagemMS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop

DIB/BMP 786.486

GIF normalentrelaçado

169.369 (136) 261.332 (256)266.523 (256)

248.878 (256)254.103 (256)

PNG normal entrelaçado

755.065 636.923667.648

781.799788.863


JFIF máx.méd.mín.

342.808 (159.067)50.717 (149.903)31.768 (111.645)

313.125 (161.704)51.151 (151.270)32.300 (113.683)

491.285 (176.062)87.798 (156.760)53.248 (133.424)

PPM binárioASCII

786.4752.893.594

Comprimento em bytes (número de cores)

Imagem de um Gráfico Simples

� Exemplo de Imagem� 717 x 494� 10 cores


Gráfico SimplesDimensão de Imagem

MS Photo Editor Paint Shop Pro Adobe Photoshop

DIB/BMP 1.063.142

GIF normalentrelaçado

19.271 (18) 17.58117.904

16.26816.667

PNG normal 18.951 19.097 29.861


PNG normal entrelaçado

red. 256 cores

18.951

14.795 (18)

19.09728.48212.899

29.86139.10314.975 (18)

JFIF máx.méd.mín.

174.285 (111)44.330 (27.550)31.768 (29.756)

161.770 (2.764)44.262 (28.097)31.495 (30.223)

226.607 (444)73.789 (21.443)54.583 (26.423)

PPM binárioASCII

1.062.6374.161.878

Comprimento em bytes (número de cores)

Formatos de Imagem

Considerações� Usar GIF se

� número de cores for pequeno (<256)

� Considerar o formato PNG� para estes casos e para outros � se a imagem não for de qualidade fotográfica


� se a imagem não for de qualidade fotográfica

� Usar JPEG/JFIF sempre que a imagem� seja de qualidade fotográfica� apresente tons contínuos

� Imagens JPEG/JFIF� Guardar imagem original sem perda ou com pouca perda� Reduzir tamanho antes de comprimir com perda

Formatos Imagem - Autenticação · Na última aula Ray-Tracing Ferramentas Utilizadas: •POV -Ray 3.6 (modelling, texturing, rendering); ©2010, CG&M/IST e Figuras Addison Wesley

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